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技術(shù)文章
廢PET塑料飲料瓶的回收利用技
閱讀：1363 發(fā)布時(shí)間：2009-6-22
我國(guó)目前PET塑料飲料瓶的消費(fèi)量很高，廢PET飲料瓶的再生利用，不但可以減少環(huán)境污染，而且可以變廢為寶。但只有很少部分被利用，其余的被隨意丟棄，造成資源的浪費(fèi)和環(huán)境污染。因此其回收利用技術(shù)有著廣闊的前景。
PET飲料瓶回收方法有化學(xué)回收和物理回收兩種?；瘜W(xué)回收法是將PET廢瓶在一定反應(yīng)條件下解聚生成有用化學(xué)品的方法，如生產(chǎn)低檔燃料汽油。物理回收法是將廢PET瓶經(jīng)過分離、破碎、洗滌及干燥處理進(jìn)行再造粒方法。物理回收法主要有以下兩種：一是將廢PET瓶切碎成片，從PET中分出HDPE、鋁、紙和粘合劑，PET碎片再經(jīng)洗滌、干燥、造粒；二是先將廢PET瓶上非PET的瓶蓋、座底、標(biāo)簽等雜志用機(jī)械方法分離，在經(jīng)洗滌、破碎、造粒。
前一種工藝流程：用人工方法先除去石塊、木料及其它塑料制品以及有色PET瓶。再生PET中不得含有PVC雜質(zhì)，因?yàn)槠浯嬖谑怯绊慞ET色澤的關(guān)鍵因素。當(dāng)PVC混入量較少時(shí)可在傳送帶上用人工方法分離，即受扭力作用時(shí)PVC與PET瓶在受力部分產(chǎn)生不同的物理現(xiàn)象，PVC瓶出現(xiàn)不透明痕跡，PET瓶沒有，即可進(jìn)行分離。亦有些公司利用PVC與PET不同熔點(diǎn)將破碎PET和PVC碎片通過裝有加熱器控制一定溫度的傳送帶，PVC被熔化后粘附在傳送帶上，這樣可與PET分離開。
鐵的分離采用鐵磁分離器。
PET瓶破碎有的只進(jìn)行一次破碎，有的*行粗破碎后再細(xì)分破碎，zui終成為1.0-1.5cm大小的碎片。破碎機(jī)出口處安裝有一個(gè)孔徑為1.0-1.5cm的篩子以控制碎片的尺寸。
洗凈及雜質(zhì)分離技術(shù)是獲得高質(zhì)量再生PET的關(guān)鍵。飲料瓶通常使用塑料PE或指標(biāo)簽，紙標(biāo)簽可用粘接劑，也可在瓶子吹塑過程中粘上去，當(dāng)PET瓶破碎后，部分標(biāo)簽被破碎成碎片，有的仍然粘附在PET碎片上，破隨后的PET通常采用鼓風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離機(jī)組合分離裝置，可以除去約98%疏松標(biāo)簽碎片，也可采用抽氣塔分離裝置分離，破碎的PET碎片垂直從分離塔頂部加入，碎片與上升氣流形成逆流，利用PET與標(biāo)簽碎片比重差異，標(biāo)簽被抽去，PET從分離器底部出來，為了保證標(biāo)簽分離效率，在生產(chǎn)中可采用兩套以上的分離裝置。
洗滌的目的是除去粘接劑、灰和原瓶中的殘留物。洗滌采用80-100oC熱水來軟化或溶解粘貼標(biāo)簽和底座的EVA粘接劑或其他類型粘接劑，為防止脫落的粘接劑再粘附PET碎片，需在水中加入添加劑，如堿、乳化劑或其它化學(xué)劑，清洗液一般由工廠根據(jù)廢瓶來源和粘接特性來確定其配方組成和含量，清洗液可濾去雜質(zhì)重新加熱后循環(huán)使用，洗滌可在裝有攪拌器的特別清選罐內(nèi)進(jìn)行，為保證清洗的效果，洗滌可采用二級(jí)洗滌工藝。
底座的分離是利用底座HDPE密度與PET密度不同的特性將其分離。分離在腐洗罐中進(jìn)行，HDPE碎片從罐頂部溢出，下沉的PET碎片從罐底部出去。有的則采用水力旋流器分離代替浮選罐，其分離效果更好。
PET碎片通常采用離心脫水機(jī)使碎片含水量降至2%,再經(jīng)帶式或管式干燥機(jī)干燥，使水份含量降至0.5%。
PET中不能含有鋁雜質(zhì)，即使微量鋁雜質(zhì)都會(huì)影響再生PET的透明性，因此再生PET中鋁含量應(yīng)低于50×10-6，分離鋁的zui簡(jiǎn)單方法是在破碎前人工拆除鋁蓋、鋁環(huán)或采用靜電分離法使鋁含量降低至100×10-6，這種分離可在輸送帶上進(jìn)行；若PET碎片再通過金屬檢測(cè)分離系統(tǒng)進(jìn)一步凈化，鋁含量可低于5×10-6。
再生PET擠出造粒與原生PET擠出造粒除進(jìn)料有所區(qū)別外其它方面區(qū)別不大。擠出造粒可采用單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)，但在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮傳統(tǒng)擠出機(jī)的進(jìn)料壓力太大，改用進(jìn)料部分尺寸較大的螺桿，若用雙螺桿擠出機(jī)效果更佳。
后一種工藝流程：該回收方法是先把PET瓶中的非PET成份分離，然后再破碎回收。它是先采用人工方法將石塊、木料及其它塑料制品以及有色飲料瓶分離。PVC瓶的分離可采用人工挑選方法或PVC分離設(shè)備進(jìn)行。金屬鐵的分離可采用磁鐵分離器進(jìn)行分離。飲料瓶通過輸送機(jī)后進(jìn)入清理機(jī)，瓶子垂直進(jìn)入加工生產(chǎn)線，通過除環(huán)機(jī)和除蓋機(jī)將瓶蓋和拉環(huán)拆除，并經(jīng)稱重確保瓶蓋已拆除，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)某個(gè)瓶子重量超過標(biāo)準(zhǔn)將其從生產(chǎn)線上分離出去。
然后向每個(gè)廢PET瓶子注入100ml開水，溶解瓶?jī)?nèi)殘余飲料，同時(shí)將瓶夾緊掛起，瓶外用高壓水刷洗，用熱水使粘接劑軟化，這樣底座自行脫落，塑料或紙質(zhì)標(biāo)簽脫出。經(jīng)過洗滌后將瓶底部切除，放出瓶?jī)?nèi)的水。破碎如同*種工藝方法中的設(shè)備即可，經(jīng)過連續(xù)干燥器將PET瓶碎片干燥至水份含量低于0.05%。擠出造粒與底]一種回收方法相同。
以上兩種回收技術(shù)均有工廠采用。其工藝各有特點(diǎn)。*種回收方法較易形成大規(guī)模生產(chǎn)，但分離技術(shù)比較復(fù)雜，分離設(shè)備較多，投資較大。第二種方法產(chǎn)品純度較高，使用設(shè)備較少，投資較省，但僅適用于無破損的完整的飲料瓶，被壓扁或有破損的飲料瓶需分離出去，用其它的方法另行回收。實(shí)際上廢塑料瓶從運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)合理性考慮，應(yīng)壓扁包扎后才可運(yùn)輸。其次切割出的瓶底座回收基本按照*種方法進(jìn)行，因此第二種回收法局限性較大。
國(guó)內(nèi)用回收的PET制造有色農(nóng)藥瓶，替代玻璃瓶以減少產(chǎn)品破損。國(guó)外用回收PET制造PET包裝。澳大利亞用回收的PET作為三層包裝瓶的中間層原料，再生PET廣泛用于生產(chǎn)3-17dtex短纖維，用作非織布。美國(guó)還應(yīng)用再生PET來生產(chǎn)6.6-9.9dtex中空纖維，用作絮棉填充料。再生PET還可用于服裝用纖維，例如美國(guó)Dyersburg織物廠用100%廢PET瓶再生PET切片生產(chǎn)絨面布，美國(guó)WellmanFiber公司開發(fā)室外用面料，再生PET纖維與其它纖維混紡，混紡率可達(dá)89%，該公司還與其它公司合作，以廢PET飲料為原料生產(chǎn)衣用滌綸短纖維。美國(guó)巴塔哥尼亞公司用再生PET纖維與其它纖維混紡生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)衣，混紡率達(dá)80%。
日本的帝人公司zui近也開發(fā)了一種從廢PET瓶中DMT（對(duì)苯二甲酸二甲脂）和EG（乙二醇）的循環(huán)方法，先把廢PET瓶壓碎并清洗，然后溶解于EG中，在EG的沸點(diǎn)溫度和0.1Mpa的壓力下，把PET進(jìn)行解聚，生成雙-對(duì)苯二甲酸羥乙酯（BHET）。再經(jīng)過濾，除去濾渣和添加劑，使BHET與甲醇起反應(yīng)，在甲醇的沸點(diǎn)溫度和0.1Mpa的壓力下，經(jīng)過酯交換反應(yīng)生成DMT和EG。再經(jīng)過蒸餾，把DMT和EG進(jìn)行分離，然后通過重結(jié)晶過程，把DMT精制；通過蒸餾把EG純化，甲醇可循環(huán)使用?；厥盏腄MT和EG的純度都達(dá)到99.99%，生產(chǎn)成本與通用的DMT和EG法的成本不相上下。DMT可以轉(zhuǎn)化成純TPA（對(duì)苯二甲酸），用于制造瓶級(jí)PET樹脂。循環(huán)裝置可以生成10%左右的該公司生產(chǎn)樹脂用的原料。
PET單螺桿塑料擠出機(jī)
型號(hào)螺桿直徑,mm長(zhǎng)徑比L/D螺桿轉(zhuǎn)速,r/min電機(jī)功率kw產(chǎn)量,kg/h
SJP-14014025：-330
SJP-15015025：-400
PET飲料瓶回收方法有化學(xué)回收和物理回收兩種?；瘜W(xué)回收法是將PET廢瓶在一定反應(yīng)條件下解聚生成有用化學(xué)品的方法，如生產(chǎn)低檔燃料汽油。物理回收法是將廢PET瓶經(jīng)過分離、破碎、洗滌及干燥處理進(jìn)行再造粒方法。物理回收法主要有以下兩種：一是將廢PET瓶切碎成片，從PET中分出HDPE、鋁、紙和粘合劑，PET碎片再經(jīng)洗滌、干燥、造粒；二是先將廢PET瓶上非PET的瓶蓋、座底、標(biāo)簽等雜志用機(jī)械方法分離，在經(jīng)洗滌、破碎、造粒。
前一種工藝流程：用人工方法先除去石塊、木料及其它塑料制品以及有色PET瓶。再生PET中不得含有PVC雜質(zhì)，因?yàn)槠浯嬖谑怯绊慞ET色澤的關(guān)鍵因素。當(dāng)PVC混入量較少時(shí)可在傳送帶上用人工方法分離，即受扭力作用時(shí)PVC與PET瓶在受力部分產(chǎn)生不同的物理現(xiàn)象，PVC瓶出現(xiàn)不透明痕跡，PET瓶沒有，即可進(jìn)行分離。亦有些公司利用PVC與PET不同熔點(diǎn)將破碎PET和PVC碎片通過裝有加熱器控制一定溫度的傳送帶，PVC被熔化后粘附在傳送帶上，這樣可與PET分離開。
鐵的分離采用鐵磁分離器。
PET瓶破碎有的只進(jìn)行一次破碎，有的*行粗破碎后再細(xì)分破碎，zui終成為1.0-1.5cm大小的碎片。破碎機(jī)出口處安裝有一個(gè)孔徑為1.0-1.5cm的篩子以控制碎片的尺寸。
洗凈及雜質(zhì)分離技術(shù)是獲得高質(zhì)量再生PET的關(guān)鍵。飲料瓶通常使用塑料PE或指標(biāo)簽，紙標(biāo)簽可用粘接劑，也可在瓶子吹塑過程中粘上去，當(dāng)PET瓶破碎后，部分標(biāo)簽被破碎成碎片，有的仍然粘附在PET碎片上，破隨后的PET通常采用鼓風(fēng)機(jī)和旋風(fēng)分離機(jī)組合分離裝置，可以除去約98%疏松標(biāo)簽碎片，也可采用抽氣塔分離裝置分離，破碎的PET碎片垂直從分離塔頂部加入，碎片與上升氣流形成逆流，利用PET與標(biāo)簽碎片比重差異，標(biāo)簽被抽去，PET從分離器底部出來，為了保證標(biāo)簽分離效率，在生產(chǎn)中可采用兩套以上的分離裝置。
洗滌的目的是除去粘接劑、灰和原瓶中的殘留物。洗滌采用80-100oC熱水來軟化或溶解粘貼標(biāo)簽和底座的EVA粘接劑或其他類型粘接劑，為防止脫落的粘接劑再粘附PET碎片，需在水中加入添加劑，如堿、乳化劑或其它化學(xué)劑，清洗液一般由工廠根據(jù)廢瓶來源和粘接特性來確定其配方組成和含量，清洗液可濾去雜質(zhì)重新加熱后循環(huán)使用，洗滌可在裝有攪拌器的特別清選罐內(nèi)進(jìn)行，為保證清洗的效果，洗滌可采用二級(jí)洗滌工藝。
底座的分離是利用底座HDPE密度與PET密度不同的特性將其分離。分離在腐洗罐中進(jìn)行，HDPE碎片從罐頂部溢出，下沉的PET碎片從罐底部出去。有的則采用水力旋流器分離代替浮選罐，其分離效果更好。
PET碎片通常采用離心脫水機(jī)使碎片含水量降至2%,再經(jīng)帶式或管式干燥機(jī)干燥，使水份含量降至0.5%。
PET中不能含有鋁雜質(zhì)，即使微量鋁雜質(zhì)都會(huì)影響再生PET的透明性，因此再生PET中鋁含量應(yīng)低于50×10-6，分離鋁的zui簡(jiǎn)單方法是在破碎前人工拆除鋁蓋、鋁環(huán)或采用靜電分離法使鋁含量降低至100×10-6，這種分離可在輸送帶上進(jìn)行；若PET碎片再通過金屬檢測(cè)分離系統(tǒng)進(jìn)一步凈化，鋁含量可低于5×10-6。
再生PET擠出造粒與原生PET擠出造粒除進(jìn)料有所區(qū)別外其它方面區(qū)別不大。擠出造粒可采用單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)，但在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮傳統(tǒng)擠出機(jī)的進(jìn)料壓力太大，改用進(jìn)料部分尺寸較大的螺桿，若用雙螺桿擠出機(jī)效果更佳。
后一種工藝流程：該回收方法是先把PET瓶中的非PET成份分離，然后再破碎回收。它是先采用人工方法將石塊、木料及其它塑料制品以及有色飲料瓶分離。PVC瓶的分離可采用人工挑選方法或PVC分離設(shè)備進(jìn)行。金屬鐵的分離可采用磁鐵分離器進(jìn)行分離。飲料瓶通過輸送機(jī)后進(jìn)入清理機(jī)，瓶子垂直進(jìn)入加工生產(chǎn)線，通過除環(huán)機(jī)和除蓋機(jī)將瓶蓋和拉環(huán)拆除，并經(jīng)稱重確保瓶蓋已拆除，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)某個(gè)瓶子重量超過標(biāo)準(zhǔn)將其從生產(chǎn)線上分離出去。
然后向每個(gè)廢PET瓶子注入100ml開水，溶解瓶?jī)?nèi)殘余飲料，同時(shí)將瓶夾緊掛起，瓶外用高壓水刷洗，用熱水使粘接劑軟化，這樣底座自行脫落，塑料或紙質(zhì)標(biāo)簽脫出。經(jīng)過洗滌后將瓶底部切除，放出瓶?jī)?nèi)的水。破碎如同*種工藝方法中的設(shè)備即可，經(jīng)過連續(xù)干燥器將PET瓶碎片干燥至水份含量低于0.05%。擠出造粒與底]一種回收方法相同。
以上兩種回收技術(shù)均有工廠采用。其工藝各有特點(diǎn)。*種回收方法較易形成大規(guī)模生產(chǎn)，但分離技術(shù)比較復(fù)雜，分離設(shè)備較多，投資較大。第二種方法產(chǎn)品純度較高，使用設(shè)備較少，投資較省，但僅適用于無破損的完整的飲料瓶，被壓扁或有破損的飲料瓶需分離出去，用其它的方法另行回收。實(shí)際上廢塑料瓶從運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)合理性考慮，應(yīng)壓扁包扎后才可運(yùn)輸。其次切割出的瓶底座回收基本按照*種方法進(jìn)行，因此第二種回收法局限性較大。
國(guó)內(nèi)用回收的PET制造有色農(nóng)藥瓶，替代玻璃瓶以減少產(chǎn)品破損。國(guó)外用回收PET制造PET包裝。澳大利亞用回收的PET作為三層包裝瓶的中間層原料，再生PET廣泛用于生產(chǎn)3-17dtex短纖維，用作非織布。美國(guó)還應(yīng)用再生PET來生產(chǎn)6.6-9.9dtex中空纖維，用作絮棉填充料。再生PET還可用于服裝用纖維，例如美國(guó)Dyersburg織物廠用100%廢PET瓶再生PET切片生產(chǎn)絨面布，美國(guó)WellmanFiber公司開發(fā)室外用面料，再生PET纖維與其它纖維混紡，混紡率可達(dá)89%，該公司還與其它公司合作，以廢PET飲料為原料生產(chǎn)衣用滌綸短纖維。美國(guó)巴塔哥尼亞公司用再生PET纖維與其它纖維混紡生產(chǎn)運(yùn)動(dòng)衣，混紡率達(dá)80%。
日本的帝人公司zui近也開發(fā)了一種從廢PET瓶中DMT（對(duì)苯二甲酸二甲脂）和EG（乙二醇）的循環(huán)方法，先把廢PET瓶壓碎并清洗，然后溶解于EG中，在EG的沸點(diǎn)溫度和0.1Mpa的壓力下，把PET進(jìn)行解聚，生成雙-對(duì)苯二甲酸羥乙酯（BHET）。再經(jīng)過濾，除去濾渣和添加劑，使BHET與甲醇起反應(yīng)，在甲醇的沸點(diǎn)溫度和0.1Mpa的壓力下，經(jīng)過酯交換反應(yīng)生成DMT和EG。再經(jīng)過蒸餾，把DMT和EG進(jìn)行分離，然后通過重結(jié)晶過程，把DMT精制；通過蒸餾把EG純化，甲醇可循環(huán)使用?；厥盏腄MT和EG的純度都達(dá)到99.99%，生產(chǎn)成本與通用的DMT和EG法的成本不相上下。DMT可以轉(zhuǎn)化成純TPA（對(duì)苯二甲酸），用于制造瓶級(jí)PET樹脂。循環(huán)裝置可以生成10%左右的該公司生產(chǎn)樹脂用的原料。
PET單螺桿塑料擠出機(jī)
型號(hào)螺桿直徑,mm長(zhǎng)徑比L/D螺桿轉(zhuǎn)速,r/min電機(jī)功率kw產(chǎn)量,kg/h
SJP-14014025：-330
SJP-15015025：-400